Adakah Bumi mempunyai masalah penumpukan habuk?
Anggaran berbeza-beza berapa banyak habuk dan meteorit kosmik memasuki atmosfer Bumi setiap hari, tetapi berkisar antara 5 hingga 300 tan metrik, dengan anggaran dibuat dari data satelit dan ekstrapolasi jatuh meteorit. Masalahnya, tidak ada yang benar-benar tahu dan setakat ini belum ada usaha yang benar-benar diselaraskan untuk mengetahuinya. Tetapi cadangan projek baru yang disebut Cosmic Dust in the Terrestrial Atmosphere (CODITA) akan memberikan anggaran yang lebih tepat mengenai berapa banyak bahan yang melanda Bumi, serta bagaimana ia boleh mempengaruhi atmosfera.
"Kami mempunyai teka-teki - anggaran berapa banyak habuk yang masuk berbeza mengikut faktor seratus," kata John Plane dari University of Leeds di UK. "Tujuan CODITA adalah untuk menyelesaikan perbezaan besar ini."
Walaupun kita menganggap ruang kosong, jika semua bahan antara Matahari dan Musytari dikompresi bersama, ia akan membentuk bulan 25 km.
Jadi berapa banyak barang ini - sisa dari pembentukan planet, serpihan dari komet dan pertembungan asteroid, dan lain-lain - menemui Bumi? Pemerhatian satelit menunjukkan bahawa 100-300 tan metrik habuk kosmik memasuki atmosfera setiap hari. Angka ini berasal dari kadar pengumpulan inti ais kutub dan sedimen laut dalam unsur langka yang dihubungkan dengan debu kosmik, seperti iridium dan osmium.
Tetapi pengukuran lain - yang meliputi pemerhatian radar meteor, pemerhatian laser dan pengukuran oleh pesawat ketinggian - menunjukkan bahawa inputnya dapat serendah 5 metrik tan sehari.
Mengetahui perbezaannya dapat mempengaruhi kita dalam memahami hal-hal seperti perubahan iklim dan, awan tidak aktif, serta kimia ozon dan lautan.
"Jika input debu sekitar 200 ton per hari, maka zarah-zarah diangkut melalui atmosfer tengah jauh lebih cepat daripada yang diyakini umum," kata Plane. "Jika angka 5 ton itu benar, kita perlu mengkaji semula pemahaman kita tentang bagaimana debu berkembang di Sistem Suria dan diangkut dari atmosfer tengah ke permukaan."
Apabila zarah-zarah debu menghampiri Bumi, mereka memasuki atmosfer dengan kelajuan yang sangat tinggi, dari 38.000 hingga 248.000 km / jam, bergantung pada sama ada mereka mengorbit pada arah yang sama atau berlawanan dengan pergerakan Bumi di sekitar Matahari. Zarah-zarah mengalami pemanasan yang sangat cepat melalui perlanggaran dengan molekul udara, mencapai suhu lebih dari 1.600 darjah Celsius. Zarah-zarah dengan diameter lebih besar dari sekitar 2 milimeter menghasilkan "bintang jatuh" yang kelihatan, tetapi sebahagian besar jisim zarah debu yang memasuki atmosfera dianggarkan jauh lebih kecil daripada ini, sehingga dapat dikesan hanya menggunakan radar meteor khusus.
Logam yang disuntik ke atmosfera dari zarah debu yang menguap terlibat dalam pelbagai fenomena yang berkaitan dengan perubahan iklim.
"Debu kosmik dikaitkan dengan pembentukan awan 'noctilucent' - awan tertinggi di atmosfer Bumi. Zarah-zarah debu menyediakan permukaan untuk membentuk kristal ais awan. Awan ini berkembang pada musim panas di kawasan kutub dan nampaknya merupakan petunjuk perubahan iklim, '' kata Plane. "Logam dari debu juga mempengaruhi kimia ozon di stratosfera. Jumlah habuk yang ada akan menjadi penting bagi sebarang inisiatif kejuruteraan geo untuk meningkatkan aerosol sulfat untuk mengimbangi pemanasan global. Debu kosmik juga menyuburkan lautan dengan besi, yang berpotensi memberi maklum balas iklim kerana fitoplankton laut memancarkan gas yang berkaitan dengan iklim. "
Pasukan CODITA juga akan menggunakan kemudahan makmal untuk mengatasi beberapa aspek masalah yang paling kurang difahami
"Di makmal, kita akan melihat sifat penyejatan debu kosmik, serta pembentukan zarah asap meteor, yang berperanan dalam nukleasi es dan pembekuan awan stratosfera kutub," kata Plane. "Hasilnya akan dimasukkan ke dalam model kimia-iklim dari seluruh atmosfer. Ini akan memungkinkan, untuk pertama kalinya, memodelkan kesan debu kosmik secara konsisten dari Sistem Suria luar ke permukaan Bumi. "
CODITA telah menerima geran EUR 2.5 juta dari Majlis Penyelidikan Eropah untuk menyiasat input debu selama 5 tahun akan datang. Pasukan antarabangsa, yang diketuai oleh Plane, terdiri daripada lebih daripada 20 saintis di UK, AS dan Jerman. Plane menyampaikan maklumat mengenai projek itu pada pertemuan Astronomi Nasional di UK minggu ini.
Sumber: Pusat Astrofizik Jodrell Bank
